张聪
,
张伟彬
,
彭英彪
,
陈伟民
,
周鹏
,
陈利
,
张利军
,
刘树红
,
杜勇
,
王社权
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.01
硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料，它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含 C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N 等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算，并以 C-Cr-Ta 三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和 fcc 相不同元素的原子迁移参数。利用修正的 Sutherland 方程对液相的原子迁移参数进行了评估，而 fcc 相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库，可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法，定量描述硬质合金结构－性能的关系是今后的发展趋势。
关键词:
硬质合金
,
热力学
,
动力学
,
数据库
,
计算模拟
,
应用
张伟彬
,
杜勇
,
彭英彪
,
李娜
,
周鹏
,
程开明
,
张聪
,
张忠健
,
王社权
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160201
用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10-10～10-8 m)、细观(10-8～ 10-4m)、介观(10-4～10-2 m)和宏观(10-2～10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.
关键词:
硬质合金
,
集成计算材料工程
,
多尺度模拟
,
关键实验
,
应用
张伟彬
,
沙春生
,
杜勇
,
温光华
,
谢文
,
王社权
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00151
建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系的热力学和扩散动力学数据库,采用Thermo-Calc相图热力学计算软件描述了梯度烧结过程中出现的各相及其成分,并采用DICTRA扩散动力学软件对WC-Ti(C,N)-Co,WC-Ti(C,N)-TaC-Co和WC-Ti(C,N)-NbC-Co合金梯度层的各相体积分数及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.在热力学和扩散动力学数据库基础上制备了WC-(Ti,W)C-Ti(C,N)-(Ta,Nb)C-Co合金,采用SEM观察梯度层的显微结构,利用EDS分析合金组元分布,并对合金梯度层的形成进行了计算模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.
关键词:
梯度硬质合金
,
热力学
,
动力学
,
相图计算
,
模拟
张卓
,
张文熊
,
张伟彬
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.026
合成了半柔性热致液晶聚酰胺(TLCPa),通过熔融共混方法制备了TLCPa/PA66共混物.用差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等分析手段对共混物进行了综合研究.DSC研究表明:TLCPa的加入使共混物的熔融温度和结晶温度向低温方向漂移,结晶速率下降.根据WAXD分析:强剪切有利于TLCPa与PA66分子间形成氢键作用,TLCPa与PA66形成共晶.SEM分析显示:TLCPa与PA66具有良好的相容性,沿流动方向TLCPa变形成为微纤.FTIR分析显示TLCPa与PA66分子间存在氢键作用.
关键词:
原位复合材料
,
热致液晶
,
尼龙66
,
共混物
张光华
,
张昕玮
,
李俊国
,
郭艺
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.042
以腐植酸、甲醛、对氨基苯磺酸钠、尿素等为原料，依次经过磺甲基化、缩聚反应合成了两种具有不同侧链结构的腐植酸分散剂，磺甲基化腐植酸缩聚物(简称 HBF)和磺甲基化腐植酸脲醛缩聚物(简称 HBUF)。通过对比考察了两种分散剂对陕西彬长煤的水煤浆的成浆性能、浆体稳定性能以及两种分散剂在煤颗粒表面的吸附性能，结果表明，具有较长侧链的 HBUF分散剂具有较好的分散降粘效果，其用量为0．45％时，彬长煤的最高制浆浓度达68％，两种分散剂在煤颗粒表面均呈现单分子层吸附特征，其中 HBUF吸附量大，吸附平衡常数高。
关键词:
磺甲基化
,
腐植酸
,
水煤浆
,
分散剂
张光华
,
屈倩倩
,
朱军峰
,
卫颖菲
,
王鹏
,
付小龙
高分子材料科学与工程
以烯丙基聚乙二醇(APEG),甲基丙烯酸(MAA),烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,在引发剂过硫酸钾(K2S2O8)、阻聚剂对苯二酚作用下直接聚合得到一系列具不同侧链长度的三元聚醚聚羧酸盐分散剂.通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析和凝胶渗透色谱等手段对聚合物的结构、热力学性能和相对分子质量及其分布进行了表征和分析.将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、流变性、Zeta电位、最大成浆浓度和稳定性,并测定和煤的接触角.结果表明,侧链长度为SAS/MAA/APEG1000(n=23)的聚羧酸盐分散剂在最佳用量为0.4％时,水煤浆最高制浆浓度可达到72％,Zeta电位由-12.6 mV变化到-53.1 mV,具有良好的润湿效果,对彬长煤具有更好的降粘、分散和稳定作用.
关键词:
聚羧酸盐
,
分散剂
,
烯丙基聚乙二醇
,
侧链长度
张光华
,
李元博
,
朱军峰
,
贾宇荣
,
葛磊
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.10.021
以丙烯酸(AA)和4种不同侧链长度的聚乙二醇单甲醚(MPEG 相对分子质量分别为350,500,750,1000)先酯化合成大单体(MPEGAA),再以丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,在引发剂过硫酸钾、链转移剂异丙醇作用下聚合得到4种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂.通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)对聚合物的分子结构、相对分子质量及其热力学性能进行了表征和分析.将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、最佳添加用量、最大成浆浓度、Zeta电位和稳定性.结果表明侧链长度为 PC500(n＝11)的聚羧酸盐分散剂降黏效果最佳,且最佳用量0．4％(质量分数)时,水煤浆最高制浆浓度可达到68％,Zeta 电位由－11．2 mV变化到－41．5 mV,对彬长煤具有更好的分散降黏和稳定的作用.
关键词:
聚羧酸盐
,
分散剂
,
结构表征
,
侧链长度
王睿
,
张光华
,
朱军峰
,
何志琴
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.021
以甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)按一定比例合成了5种含有不同—COO-1/—SO3-1比值的聚羧酸盐水煤浆分散剂PMAS系列.并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)进行了表征.并将其作用于彬长煤制浆,在用量0.4％(质量分数)时,水煤浆浆浓为65％时,考察了浆体的表观黏度与—COO-1/—SO3-1比值的关系,在不同浓度下的zeta电位以及pH值对水煤浆应用的影响等.结果表明,当—COO-1 /—SO3-1比值为约3.238时,浆体的表观粘度最低,稳定性理想,此时浆体的zeta电位能达到-38 mV,水煤浆粘度随着pH值的增大逐渐降低,当pH值大于10时水煤浆粘度趋于稳定.
关键词:
聚羧酸盐
,
分散
,
羧基
,
磺酸基
,
pH值
李龙飞
,
杨王玥
,
孙祖庆
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.02.006
采用Gleeble1500型热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢在变形温度为700和600℃,应变速率为101-10-3s-1条件下的变形特性及组织演变规律,探讨了原始晶粒尺寸和热加工参数Z值对铁素体动态再结晶过程的彬响.结果表明:在本实验变形条件范围内,4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢均可发生铁素体动态再结晶,原始品粒尺寸的减小,不但在恒定Z值条件下有利于动态再结晶过程的进行,而且使铁素体可以发生动态再结晶的临界Z值和发生不连续动态再结晶的临界Z值均增大.形变强化相变生成的细小铁素体晶粒在热变形时易于发生动态再结晶,只要控制好热加工参数,可以利用动态再结晶过程,进一步细化形变强化相变生成的铁索体晶粒.
关键词:
铁素体动态再结晶
,
低碳钢
,
原始晶粒尺寸
,
热加工参数Z
朱军峰
,
王佩
,
张光华
,
李俊国
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.05.038
以甲氧基聚乙二醇(MPEG,氧乙烯单元数为11,23)和甲基丙烯酸(MAA)为原料制得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯化单体(MAAMPEG);再以该酯化单体、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,制得具有不同长度侧链的梳形聚羧酸盐(PC)分散剂AMPS / MAA /MAAMPEG(AMAPEG).利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)对分散剂分子的结构、分子质量及分布进行了表征;并将其和工业分散剂萘磺酸盐(NSF)用于彬长煤制水煤浆,结果表明,所得目标聚合物的Mw为2×104~3×104,分子量分散系数D在约为1.3,煤质量浓度为65%时,最佳用量为0.4%,浆体粘度约为447 mPa·s,zeta电位达到-56 mV,比萘磺酸盐具有良好的润湿效果,更好的降粘分散和稳定作用.
关键词:
聚羧酸盐
,
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸
,
甲氧基聚乙二醇
,
水煤浆
,
分散剂
